Imperfeições.pdf

7/21/2019 Imperfeies.pdf

1/26

INTRODUO CINCIA DOS MATERIAIS

Belo Horizonte2015


2/26

IMPERFEIES NOS SLIDOS


3/26

INTRODUO

Em um slido cristalino, temos considerado que, em umaescala atmica, existe uma ordem perfeita ao longo de toda aextenso do material.

Entretanto, tal slido idealizado no existe: todos slidoscontm um grande nmero de defeitos e imperfeies.

Defeito cristalino: uma irregularidade na rede cristalina

onde uma ou mais das suas dimenses da ordem de umdimetro atmico.


4/26

Determinadas caractersticasso intencionalmente alteradaspela introduode quantidades controladas de defeitos.

Exemplos:Processos de cementao e nitretao de aos;

Endurecimento de metais e ligas por encruamento

(deformao a frio);Refino do tamanho de gro.

INTRODUO


5/26

INTRODUO

A classificao das imperfeies cristalinas feita deacordo com a geometria ou com a dimensionalidade dodefeito.

Imperfeies que sero discutidas:

-Defeitos pontuais;

-Defeitos lineares (ou unidimensionais);

-Defeitos interfaciais (ou de contornos);-Impurezas em slidos.


6/26

LacunaAuto-intersticial

DEFEITOS PONTUAISLACUNA E AUTO-INTERSTICIAIS

Representaes de uma lacuna e de umauto-intersticial.

Lacuna: a falta de um

tomona rede em uma posioque deveria estar ocupada.

Auto-intersticial: otomo que foi comprimidopara dentro de um stiointersticial, um pequenoespao vazio que, sobcondies normais, nodeveria ser ocupado.


7/26

IMPUREZAS NOS SLIDOS

NO existe metal100% puro!

Impurezas atmicas estaro sempre presentes, sendo quealguns existiro como defeitos de pontos cristalinos.

Os metais mais familiares no so puros, ao contrrio, elesso ligas, onde os tomos de impurezas foram adicionadospara conferir caractersticas especficas aos materiais.

As ligas paraaumentar a resistncia mecnica e corroso.


8/26

Nas ligas, os termos soluto e solvente so muito

empregados.

IMPUREZAS NOS SLIDOS

O solvente representa oelemento ou composto que est

presente em maior quantidade.

O soluto o elemento oucomposto que est presente em

menor concentrao.

Raio atmico cobre = 0,128 e nquel = 0,125


9/26

SOLUES SLIDAS

tomos de soluto (elementos de liga) so adicionadosintencionalmente ao material hospedeiro (no metal) e aestrutura cristalina mantida e nenhuma nova estrutura formada.

Os defeitos pontuais podem ser de dois tipos:substitucionaise intersticiais.

Substitucional: Prata 925 - com 7,5% de cobre na prata.

Intersticiais: Aos extra-doce - os tomos de C ficamalocados nos interstcios das clulas cristalinas.


10/26

tomo de impurezasubstitucional

tomo de impureza

intersticial

SOLUES SLIDAS

Intersticiais: so tomo

de impurezas quepreenchero os vazios ouinterstcios na rede entre ostomos hospedeiros.

Substitucionais: ostomos de soluto (ou deimpureza) substituem os

tomoshospedeiros na rede.Representaes de um tomo de impurezasubstitucional e de um tomo intersticial.


11/26

IMPUREZAS

Raio atmico:

C = 0,071 nm; Fe: 0,124 nm


12/26

DEFEITOS PONTUAIS


13/26

DEFEITOS LINEARES

Discordncia (deslocaes): um defeito linear ou

unidimensional ao redor de alguns tomos desalinhados.

So introduzidos no cristal durante a solidificao domaterial.

As discordncias esto presentes em todos os materiais.

Podemos identificar trs tipos de discordncias:

-Aresta

-Espiral

-Mista


14/26

DEFEITOS LINEARES

Discordncia emaresta (cunha): umdefeito linear que secentra ao redor da linha

que definida ao longoda extremidade dosemiplano de tomos.

tomos acima da linha so pressionados uns contra osoutros, os abaixo so puxadosum para longe do outro.


15/26

DEFEITOS LINEARES

Discordncia em espiral (hlice): pode ser

pensada como sendo formada por uma tensocisalhante aplicada na rede.

Linha dadiscordncia

Vetor deBurgers b

(a) Uma discordncia em espiral no interior de um cristal. (b) A discordncia em espiralvista de cima. A linha de discordncia se estende ao longo da linha AB.


16/26

DEFEITOS LINEARES

Discordncia em aresta: vetor de Burgers perpendicular discordncia

Vetor de Burger: a distncia de deslocamento dos

tomos ao redor da discordncia, ou seja, d a magnitude ea direo de distoro da rede.


17/26

DISCORDNCIA EM ESPIRAL

Discordncia em espiral: vetorde Burgers paralelo discordncia.


18/26

DEFEITOS LINEARES

Discordncia mista: tm componentes das discordncias

espiral e aresta.

A magnitude e direo da distoro da rede associada com adiscordncia expressa em termos de vetor de Burgers,denotado por um bnas figuras anteriores. O vetor de Burgersno paralelo e no perpendicular discordncia.

As discordncias podem ser observadas em materiaiscristalinos usando tcnicas de microscopia eletrnica.


19/26

Microscopia eletrnica de transmisso de uma liga de titnio onde as linha escurasrepresentam discordncias. Ampliao de 51.450X.

DEFEITOS LINEARES


20/26

DISCORDNCIA E DEFORMAO MECNICA


21/26

DISCORDNCIA E DEF. MECNICA


22/26

DEFEITOS INTERFACIAIS

So contornos que tm duas dimenses e normalmente

separam regies dos materiaisque tm diferentes estruturascristalinas e/ou orientaes cristalogrficas.

Estas imperfeies incluem:-contornos de gro;

-contornos de macla;

-falhas de empilhamento;


23/26

CONTORNOS DE GRO

o contorno que separa dois pequenos gros (ou cristais)

tendo diferentes orientaes cristalogrficas em materiaispolicristalinos.

Micrografia (microscpio tico) deuma amostra de ferro policristalino.

CO O OS G O


24/26

CONTORNOS DE GRO

Baixo-ngulo: a desorientao pequena (at 10)

Alto ngulo: desorientao superior a ~10

CONTORNOS DE MACLA


25/26

CONTORNOS DE MACLA

Contorno de macla: um tipo que existe uma simetria

especfica de rede, isto , tomos de um lado do contornoesto localizados em posies tais como uma imagem numespelho dos tomos que esto do outro lado. Produzidas portenses de cisalhamento ou durante ao tratamento trmico

(recozimento).

Diagrama esquemtico mostrando um plano ou contorno de macla e as posies atmicasadjacentes.

DEFEITOS INTERFACIAIS DIVERSOS


26/26

DEFEITOS INTERFACIAIS DIVERSOS

Fallhas de empilhamento: so geradas durante a

deformao plstica e encontradas em metais CFC quandoexiste uma interrupo na sequncia de empilhamento(ex.:ABCABCAC....) de planos estreitamentecompactados.

Digrama esquemtico da sequncia de empilhamentoABCABCAC...

Documents

Imperfeições.pdf